Есть много разных способов получения фотонов, но все они используют одинаковый механизм внутри атома, чтобы получить фотоны. Этот механизм включает в себя возбуждение электронов, вращающихся вокруг ядра каждого атома. Например, водородный атом имеет один электрон, который вращается вокруг ядра. Атомы гелия имеют два электрона, которые вращающихся вокруг ядра. Атомы алюминия имеют 13 электронов, которые вращаются вокруг ядра. Каждый атом имеет свое число электронов, которые сжаты вокруг его ядра.

Электроны вращаются вокруг ядра по своей орбите (для примера представьте себе, как спутники вращаются вокруг орбиты Земли). Электрон имеет естественную орбиту, которую он занимает, но если придать энергию атому, то можно переместить его электроны на более высокую орбиту. Фотон производится всякий раз, когда электрон из более высокой орбиты возвращается к своей нормальной орбите. Во время возвращения электрона из высокой орбиты к нормальной, электрон излучает фотон - пакет энергии с очень специфическими характеристиками. Фотон имеет частоту, или цвет, который точно соответствует расстоянию падающих электронов.

Вы можете увидеть это явление довольно четко в газоразрядных лампах. Люминесцентные лампы, неоновые вывески и натриевые лампы являются распространенными примерами электрического освещения, в котором проходит электрический ток через газ, для того, чтобы газ излучал свет. Цвета газоразрядных ламп отличаются друг от друга в зависимости от вида газа и конструкции лампы.

Например, вдоль шоссе и на парковках, вы часто видите желтый цвет неоновых вывесок. Но как получить желтый цвет неона? Ответ прост. Свет паров натрия возбуждает атомы натрия для генерации фотонов. Атом натрия имеет 11 электронов. Энергетические пакеты, что излучает этот электрон, выделяют свет с длиной волны 590 нанометров. Эта длина волны соответствует желтому цвету. Если запустить свет натрия через призму, то мы не увидим радугу, а мы увидим пару желтых линий.